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泛素蛋白酶体系统在精子形成过程中的调控作用

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中华男科学杂志 2022年第1期28卷 61-65页

作者：孙理兰(综述) 马海青马华刚(审校) 潍坊市人民医院生殖医学中心山东潍坊261000 临朐县城关街道卫生院纸坊分院山东临朐262200

泛素蛋白酶体系统(UPS)是一种ATP依赖的酶联反应,通过将底物蛋白标记为由共价连接的泛素分子组成的异肽链,使其被26S蛋白酶体降解。UPS是真核细胞内最重要的蛋白降解途径,在精子发生过程中起着重要的作用。UPS的功能障碍会导致精子发育... 详细信息

泛素蛋白酶体系统(UPS)是一种ATP依赖的酶联反应,通过将底物蛋白标记为由共价连接的泛素分子组成的异肽链,使其被26S蛋白酶体降解。UPS是真核细胞内最重要的蛋白降解途径,在精子发生过程中起着重要的作用。UPS的功能障碍会导致精子发育受损,形态和功能异常,进而与男性不育密切相关。本文就UPS在精子形成过程中组蛋白⁃鱼精蛋白转换、顶体形成、精子线粒体降解以及对精子质量的调控作一简单综述。

关键词：泛素蛋白酶体系统精子形成组蛋白⁃鱼精蛋白转换顶体形成线粒体

驱动蛋白kinesin-2家族在优雅蝈螽精子形成中的功能分析

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驱动蛋白kinesin-2家族在优雅蝈螽精子形成中的功能分析

作者：彭薪霏河北大学

学位级别：硕士

驱动蛋白超家族(Kinesin superfamily)是依赖于微管的马达蛋白,大多数是沿着微管向正端前进的,分子结构包括三个域:马达头部、颈部和尾部。驱动蛋白-2家族(Kinesin-2 family)是向N-末端运输的正极驱动蛋白,包括异三聚体复合物KIF3和同... 详细信息

驱动蛋白超家族(Kinesin superfamily)是依赖于微管的马达蛋白,大多数是沿着微管向正端前进的,分子结构包括三个域:马达头部、颈部和尾部。驱动蛋白-2家族(Kinesin-2 family)是向N-末端运输的正极驱动蛋白,包括异三聚体复合物KIF3和同二聚体复合物KIF17。KIF3由KIF3A、KIF3B或KIF3C和一个相关蛋白KAP3组成,具有驱动蛋白超家族正常的三个结构域。Kinesin-2家族与膜泡的运输、有丝分裂、减数分裂和精子形成有关,同时在一些临床疾病的研究中发挥作用。精子发生是一个很复杂的过程,涉及到大量的动态变化,特别是那些与细胞骨架、细胞器运动和微管调节有关的变化,这一过程与许多驱动蛋白有关。精子形成是精子发生的最后一步,受到不同基因的调控,驱动蛋白超家族基因是这些调控基因中的一类。优雅蝈螽(Gampsocleis gratiosa)常见于我国北方,个体大,易于采集和饲养,可作为研究直翅目的理想材料。分析kinesin-2家族在优雅蝈螽中的功能,可以为在直翅目昆虫中研究驱动蛋白的作用提供有效参考,也可以为临床疾病的研究提供理论依据。本文首先在优雅蝈螽精巢转录组数据库中对kinesin-2家族序列进行了检索,发现KIF3A和KIF3B存在,KIF3C、KAP3以及KIF17未检索到,因此本文对Gg-kif3a、Gg-kif3b进行了克隆以及序列分析。结果显示,Gg-kif3a含有一个1959 bp的开放阅读框,可以编码652个氨基酸,分子量是74.229 KDa;Gg-kif3b含有一个1944 bp的开放阅读框,可以编码647个氨基酸,分子量是74.179 KDa。通过分析结果可得检索并克隆得到的序列是正确的,Gg-KIF3A较Gg-KIF3B保守性高。qPCR检测Gg-kif3a/kif3b在不同器官中的表达量,结果发现两者均在精巢中表达量最高,因此研究了精子形成过程中Gg-kif3a/kif3b的功能。提取精巢总蛋白,对Gg-KIF3A进行了免疫印迹分析,结果证明购买的KIF3A抗体可用于Gg-KIF3A定位研究。根据序列分析和免疫印迹结果,对Gg-KIF3A在精子形成过程中进行了定位研究。结果显示,在精子形成的圆形前期,Gg-KIF3A分布在细胞质中,同时在细胞核和原顶体旁从凝集状变成了长条状分布;圆形期到柱形期,主要分布在原顶体、顶体复合体和细胞核周围,在鞭毛也有分布;后期时,Gg-KIF3A以凝集状从精子细胞头部向尾部移动;成熟期,仅存在于鞭毛。在精子形成的过程中,Gg-KIF3A荧光信号和微管荧光信号存在部分重叠。对Gg-kif3a/kif3b目的片段设计其干扰片段,合成ds RNA体外注射。q PCR结果发现,注射50μg时,Gg-kif3a/kif3b m RNA表达量的变化最明显;Gg-kif3a在注射后第3天m RNA表达量最低,Gg-kif3b在注射后第5天m RNA表达量最低。通过RNA干扰技术敲低Gg-kif3a/kif3b的表达,观察PAS-苏木精染色后的石蜡切片以及免疫荧光标记后的冰冻切片。结果发现Gg-kif3a干扰后,在精子形成环形期,细胞核内染色质分布散乱,着色不均匀;原顶体形态从近圆形逐渐变为近椭圆形;Gg-KIF3A在翻转期呈现出连续的点状分布,而不是正常的线条状。Gg-kif3b干扰后,在圆形期、环形期和翻转期这三个时期,原顶体逐渐变为近椭圆形,并且微管和微丝在细胞核周围出现聚集现象;菱形期有微管微丝聚集现象。根据以上结果以及相关文献资料,本文推测kinesin-2家族在优雅蝈螽精子形成的过程中可能通过运输囊泡和蛋白等物质参与细胞核和顶体的形成过程以及通过参与鞭毛内运输来参与鞭毛的形成。有关kinesin-2家族是怎样结合、运输和卸载物质来参与细胞核、顶体和鞭毛形成的机制,以及kinesin-2家族其他成员KIF3C、KAP3和KIF17是否存在于优雅蝈螽中及其功能,需要进一步的验证和研究。

关键词： Kinesin-2 微管 RNA干扰精子形成优雅蝈螽

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精子形成期基因转录表达的研究进展

遗传 2013年第5期35卷 587-594页

作者：张俊芳朱化彬张留光郝海生赵学明秦彤路永强王栋中国农业科学院北京畜牧兽医研究所农业部畜禽遗传资源与种质创新重点实验室北京100193 北京市畜牧兽医总站北京100107

减数分裂后,圆形精子细胞经过一系列变态过程最终发育为成熟精子。期间,精子细胞质逐渐丢失,其染色质组蛋白逐渐经过渡蛋白替换为鱼精蛋白,染色质被致密包装并高度浓缩。很多学者认为,精子转录活性被关闭,不存在RNA。但近些年却在精子... 详细信息

减数分裂后,圆形精子细胞经过一系列变态过程最终发育为成熟精子。期间,精子细胞质逐渐丢失,其染色质组蛋白逐渐经过渡蛋白替换为鱼精蛋白,染色质被致密包装并高度浓缩。很多学者认为,精子转录活性被关闭,不存在RNA。但近些年却在精子中检测到了种类繁多的转录本,包括精子染色质重新包装所需蛋白的转录本及一些小分子RNA等。由于精子核内组蛋白没有完全被鱼精蛋白替换,且染色质上包含一些核酸活性敏感位点,推测精子存在一定的转录活性,并通过激素和表观遗传修饰等调控转录。精子中的这些RNA一部分是精子形成过程中残留下来的,另一部分是精子细胞适时表达的。深入研究精子形成中的基因转录表达,可增进对精子形成与成熟遗传本质的理解,为高效利用雄性配子进行生殖控制提供理论依据。文章综述了近年来精子形成期基因转录表达的研究进展,并提出了未来的研究方向。

关键词：变态过程精子形成鱼精蛋白转录本转录调控

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小鼠精子形成各阶段转基因效率的研究

生物化学与生物物理进展 2009年第8期36卷 1019-1024页

作者：张鑫苗向阳尹逊河马艳芳曲朝杰张秋婷中国农业科学院北京畜牧兽医研究所北京100094 山东农业大学动物科技学院泰安2710181

在过去的近30年中,转基因技术在哺乳动物基因表达方面研究的应用已经成为实验生物学及应用生物学领域最为显著的进展之一.传统的制作转基因动物方法有显微注射法、逆转录病毒感染法和胚胎干细胞法等,但每种方法都有其缺陷,限制了其在今... 详细信息

在过去的近30年中,转基因技术在哺乳动物基因表达方面研究的应用已经成为实验生物学及应用生物学领域最为显著的进展之一.传统的制作转基因动物方法有显微注射法、逆转录病毒感染法和胚胎干细胞法等,但每种方法都有其缺陷,限制了其在今后转基因动物研究中的广泛应用.对小鼠体内生殖细胞进行外源基因转染,研究精子形成过程中制作转基因小鼠的效率.首先运用睾丸注射法将被脂质体包裹的绿色荧光蛋白表达载体(pIRES2-EGFP)注射到公鼠睾丸及附睾内,然后根据精子形成的不同阶段,分别于注射后7、16、30和42天与发情母鼠合笼,利用PCR和DNA印迹方法对新生小鼠进行基因组DNA检测.在各阶段所得新生小鼠中PCR阳性率分别为6.82%、0、56.86%和42.86%,DNA印迹检测阳性率分别为6.82%、0、47.06%、34.69%.经活体荧光成像系统及荧光显微镜分析,转基因小鼠呈现绿色荧光表达.通过比较精子生成各阶段转基因效率高低,为以后通过用睾丸内注射法转染雄性生殖细胞高效制作转基因动物提供了理论依据.

关键词：精子形成睾丸注射转基因鼠

Quox-1基因同源序列在豚鼠精子形成中的表达

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武汉大学学报（自然科学版） 1999年第4期45卷 459-462页

作者：黄诗笺吴海魏俊张锡元易清明薛志刚武汉大学生命科学学院武汉430072 法国国家科研中心巴黎75634

以地高辛标记的Ｑｕｏｘ１基因ｃＤＮＡ的ｃ３片段为探针，与豚鼠基因组ＤＮＡ作Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交，结果表明，在豚鼠基因组中存在Ｑｕｏｘ１基因同源序列以抗ＱＵＯＸ１蛋白的特异性抗体对成年豚鼠... 详细信息

以地高辛标记的Ｑｕｏｘ１基因ｃＤＮＡ的ｃ３片段为探针，与豚鼠基因组ＤＮＡ作Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交，结果表明，在豚鼠基因组中存在Ｑｕｏｘ１基因同源序列以抗ＱＵＯＸ１蛋白的特异性抗体对成年豚鼠睾丸、附睾和幼年豚鼠睾丸的组织切片进行免疫组织化学分析，发现在豚鼠精子发生中精子细胞分化为精子阶段有类ＱＵＯＸ１蛋白表达，提示Ｑｕｏｘ１

关键词： Quox-1基因同源序列精子形成豚鼠调控作用

哺乳动物纤毛/鞭毛内运输在精子形成中的作用及机制研究进展

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遗传 2021年第11期43卷 1038-1049页

作者：葛婷婷袁露徐文华郑英扬州大学医学院组织学与胚胎学教研室江苏省非编码RNA基础与临床转化重点实验室扬州225009

纤毛/鞭毛是真核生物细胞表面伸出的进化保守的细胞器,独特的位置和特性使它们在细胞运动和信号传递等生命过程发挥重要作用。哺乳动物纤毛/鞭毛的组装和维持都依赖纤毛/鞭毛内运输(intraflagellar transport,IFT)。IFT是由IFT复合体A... 详细信息

纤毛/鞭毛是真核生物细胞表面伸出的进化保守的细胞器,独特的位置和特性使它们在细胞运动和信号传递等生命过程发挥重要作用。哺乳动物纤毛/鞭毛的组装和维持都依赖纤毛/鞭毛内运输(intraflagellar transport,IFT)。IFT是由IFT复合体A和复合体B在驱动蛋白或马达蛋白驱动下的双向运输系统。该过程可将货物蛋白在胞体的合成位点与纤毛/鞭毛尖端的装配位点之间进行运输。鞭毛是哺乳动物精子产生动力的特异性细胞器,其完整性对精子正常功能至关重要。近年来研究表明,IFT在哺乳动物精子鞭毛形成和雄性生殖能力方面必不可少。本文对参与IFT的蛋白在精子鞭毛形成中的作用和机制进行了综述,以探讨其在男性不育症中的发病机制,为不育症的诊断和治疗提供理论基础。

关键词：纤毛/鞭毛内运输精子形成雄性不育

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精子形成相关基因及蛋白功能研究进展

重庆医学 2016年第29期45卷 4156-4159页

作者：周庭友李彦锋第三军医大学大坪医院野战外科研究所泌尿外科重庆400042

近年来，随着环境污染、遗传、生活习惯改变等各种因素的影响下，男性不育发病率不断上升，而且精子数和精子各项参数都呈明显下降趋势。在男性不育的各种原因中，遗传因素是一种重要机制，全世界约15％的男性不育是由基因突变引起的。... 详细信息

近年来，随着环境污染、遗传、生活习惯改变等各种因素的影响下，男性不育发病率不断上升，而且精子数和精子各项参数都呈明显下降趋势。在男性不育的各种原因中，遗传因素是一种重要机制，全世界约15％的男性不育是由基因突变引起的。哺乳动物精子发生是一个特殊和复杂的细胞分化过程，是数以成千上万的基因共同调控的结果，与精子发生成熟相关的基因出现突变、缺失或表达异常都可能会导致男性不育。精子形成是精子发生成熟过程中的最后一步，

关键词：精子形成基因蛋白

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精子形成中的表观遗传调控

生命科学 2017年第10期29卷 992-999页

作者：康俊炎苟兰涛刘默芳中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所加州大学圣地亚哥分校细胞和分子医学系

精子形成是指单倍体球形精子细胞分化发育成为精子的过程。这一连续进程包含一系列复杂的生化事件和剧烈的形态变化,涉及顶体和尾部形成、组蛋白-鱼精蛋白转换、细胞核压缩和细胞质丢弃等。近期研究发现,表观遗传调控在精子形成过程中... 详细信息

精子形成是指单倍体球形精子细胞分化发育成为精子的过程。这一连续进程包含一系列复杂的生化事件和剧烈的形态变化,涉及顶体和尾部形成、组蛋白-鱼精蛋白转换、细胞核压缩和细胞质丢弃等。近期研究发现,表观遗传调控在精子形成过程中发挥重要作用,对确保精子细胞正常发育和精子生成至关重要。现总结近期的相关研究进展,从DNA甲基化和组蛋白修饰两个方面简介精子形成过程中的表观遗传调控功能和机制。

关键词：精子形成表观遗传调控 DNA甲基化组蛋白修饰

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斯氏狸殖吸虫精子形成的透射电镜观察

中国寄生虫学与寄生虫病杂志 1991年第1期9卷 55-57页

作者：彭德华倪永晖湖北医学院寄生虫学教研室

用透射电镜观察了斯氏狸殖吸虫精细胞的变化和精子的主要形态结构特征。从而揭示了该虫精子形成的过程。证实了斯氏狸殖吸虫的精细胞和精子有顶体结构。成熟的精子可分为头部和尾部。头部由核质充满,核质可延伸至精子尾部中段的前端。... 详细信息

用透射电镜观察了斯氏狸殖吸虫精细胞的变化和精子的主要形态结构特征。从而揭示了该虫精子形成的过程。证实了斯氏狸殖吸虫的精细胞和精子有顶体结构。成熟的精子可分为头部和尾部。头部由核质充满,核质可延伸至精子尾部中段的前端。头尾之间为连接段。尾部又由中段和末段组成。尾部的中段起始部的两侧各有一条轴丝。每条轴丝各由9对外周微管和2个中央微管组成,在每2条中央微管的外围,均由一个纤维鞘包绕,其间形成一个车轮样的9+2微管系统结构,其腹侧排列着线粒体。尾部的末段,主要为2条紧靠的轴丝。

关键词：斯氏狸殖吸虫超微结构精子形成